(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドユニットにおいて、封止部材の体積変化によるインクジェットヘッドの損傷を防止する。【解決手段】表面に温度センサを有するインクジェットヘッド５とこれを駆動する駆動ＩＣとがベース基板２上の同一面側に設けられたインクジェットヘッドユニット１のベース基板２上に温度センサの逃げ溝である溝部８を設け、さらに、この溝部８にインクの流入を防止する封止部材１０を設け、封止部材１０が設けられた部分の溝部８の開口部８ａ付近をその縦断面形状がテーパ状になるように形成することによって、溝部８の側壁８ｂ，８ｃとベース基板２表面とからなる角部に封止部材１０の体積変化による応力が集中することを抑えることが可能になる。これにより、封止部材１０の体積変化によるインクジェットヘッド５の損傷を防止することができる。【選択図】    図３
2005035021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられ、ノズル面に形成されたノズル孔からインクをインク滴として吐出させるインクジェットヘッドと、
前記ベース基板上であって前記インクジェットヘッドと同一面側に設けられ、前記インクジェットヘッドを駆動する駆動回路と、
前記ベース基板上であって前記インクジェットヘッドと同一面側に設けられ、前記インクジェットヘッドのノズル面から前記駆動回路まで伸びる溝部と、
前記溝部内に位置付けられて前記インクジェットヘッドに設けられ、前記インクジェットヘッドの温度を測定する温度センサと、
前記溝部に設けられ、前記ノズル孔から吐出されたインクが前記駆動回路まで流入することを防止する封止部材と、を備え、
前記封止部材が設けられた部分の前記溝部の開口部付近は、その縦断面形状がテーパ状又はＲ状になるように形成されているインクジェットヘッドユニット。
【請求項２】
ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられ、ノズル面に形成されたノズル孔からインクをインク滴として吐出させるインクジェットヘッドと、
前記ベース基板上であって前記インクジェットヘッドと同一面側に設けられ、前記インクジェットヘッドを駆動する駆動回路と、
前記ベース基板上であって前記インクジェットヘッドと同一面側に設けられ、前記インクジェットヘッドのノズル面から前記駆動回路まで伸びる溝部と、
前記溝部内に位置付けられて前記インクジェットヘッドに設けられ、前記インクジェットヘッドの温度を測定する温度センサと、
前記インクジェットヘッドに対向する位置に位置付けられて前記溝部に設けられ、前記溝部を浅くする底上部と、
前記底上部と前記インクジェットヘッドとの間に設けられ、前記ノズル孔から吐出されたインクが前記駆動回路まで流入することを防止する封止部材と、を備えるインクジェットヘッドユニット。
【請求項３】
前記インクジェットヘッドは、インクが流れるインク流路の一部を形成する枠部材を備えており、
前記封止部材は、前記枠部材に対向する位置に位置付けられている請求項１又は２記載のインクジェットヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクをインク滴として吐出させるインクジェットヘッドを備えるインクジェットヘッドユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドとしては、例えば、インクジェット記録装置であるインクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドが挙げられる。インクジェットヘッドは、基本的に、インクが供給されるインク室（圧力室）、このインク室に設けられインクを吐出するためのノズル、そして、インク室内のインクをノズルからインク滴として吐出させる駆動手段等から構成されている。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドは、インクジェットヘッドを駆動制御する駆動回路を有する駆動回路基板と共にベース基板に接着されてユニット化されている。このようにユニット化されたインクジェットヘッドユニットは、ベース基板上であってインクジェットヘッドと同一面側に設けられた溝部と、溝部に対向する位置に位置付けられてインクジェットヘッドに設けられた温度センサとを備えている。
【０００４】
溝部はインクジェットヘッドのノズル面から駆動回路基板まで伸びる溝であり、その縦断面形状が長方形になるように形成されている。ノズル面には、複数のノズルのノズル孔（吐出孔）が略一直線上に形成されている。また、温度センサはインクジェットヘッド内のインク粘度を安定吐出粘度に維持するためにインクジェットヘッドの温度を測定するセンサである。温度センサは駆動回路基板に電気的に接続されており、温度センサと駆動回路基板とを電気的に接続するための電線は溝部を通るように設けられている。
【０００５】
ここで、溝部には、ノズル孔から吐出されたインクが溝部を通って駆動回路基板まで流入することを防止する封止部材が設けられている。これにより、駆動回路基板の駆動回路等がインクによって故障することを防止することができる。なお、封止部材は、一般的に、インクジェットヘッドをベース基板に接着剤で接着する際にその接着剤で同時に形成される。
【０００６】
また、インクジェットヘッドの主要部である記録素子基板の周囲に封止部材を接着剤で設ける技術が公開されている（特許文献１参照）。一方、インクジェットヘッドの主要部を固定板に接着剤で固着する技術も公開されている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１３８５２０公報
【特許文献２】
特開平５−２２０９５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２液硬化型の接着剤を用いる場合等、特に、接着剤を加熱硬化する場合、その加熱工程において接着剤の熱収縮により溝部に沿ってインクジェットヘッドの表面にクラック等が発生してしまうことがある。これは、溝部の側壁とベース基板表面とからなる角部に接着剤の熱収縮による応力が集中してしまうためである。このように封止部材の体積変化によってインクジェットヘッドは損傷してしまうという問題がある。なお、封止部材の体積は小さい方が体積の変化量を抑え、熱収縮による応力を小さくすることができるため望ましい。
【０００９】
また、上述したように角部に応力が集中する現象は特許文献１及び特許文献２でも生じる現象であり、この現象によりインクジェットヘッドの主要部が破損してしまう恐れがある。
【００１０】
本発明の目的は、封止部材の体積変化によるインクジェットヘッドの損傷を防止することができるインクジェットヘッドユニットを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットヘッドユニットでは、表面に温度センサが設けられノズル孔からインクをインク滴として吐出させるインクジェットヘッドとこのインクジェットヘッドを駆動する駆動回路とをベース基板上の同一面側に設け、さらに、この同一面側に温度センサの逃げ溝として形成された溝部にインクの流入を防止する封止部材を設け、封止部材が設けられた部分の溝部の開口部付近をその縦断面形状がテーパ状又はＲ状になるように形成することによって、溝部の側壁とベース基板表面とからなる角部に封止部材の体積変化による応力が集中することを抑えるようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態について図１ないし図５を参照して説明する。図１はインクジェットヘッドユニットを概略的に示す外観斜視図、図２はインクジェットヘッドユニットを概略的に示す平面図、図３はインクジェットヘッドユニットを概略的に示し、（ａ）はそのＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はその溝部を拡大して示す拡大図、図４はインクジェットヘッドユニットを概略的に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【００１３】
インクジェットヘッドユニット１は、各種の部材等を保持するベース基板２、ベース基板２上に設けられノズル面３に形成されたノズル孔（吐出孔）４からインクをインク滴として吐出させるインクジェットヘッド５、ベース基板２上であってインクジェットヘッド５と同一面側に設けられインクジェットヘッド５を駆動するための駆動回路である駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）６を有する駆動回路基板７、ベース基板２上であってインクジェットヘッド５と同一面側に設けられインクジェットヘッド５のノズル面３から駆動回路基板７まで伸びる溝部８、溝部８内に位置付けられてインクジェットヘッド５に設けられインクジェットヘッド５の温度を測定する温度センサ９（図４参照）、そして、溝部８に設けられノズル孔４から吐出されたインクが駆動回路基板７まで流入することを防止する封止部材１０（図３及び図４参照）から構成されている。
【００１４】
封止部材１０が設けられた部分の溝部８の開口部８ａ付近は、その縦断面形状がテーパ状になるように形成されている。すなわち、溝部８の開口部８ａ付近は、開口部８ａが拡開する形状で形成されている。したがって、溝部８の両側壁８ｂ，８ｃには、一対の傾斜面１１ａ，１１ｂが設けられており、この傾斜面１１ａ，１１ｂは、開口部８ａが広がるように傾斜させて形成されている。また、傾斜面１１ａ，１１ｂは、溝部８の全体に渡って設けられているが、これに限るものではなく、例えば溝部８の一部分に設けられても良い。この場合には、傾斜面１１ａ，１１ｂは各々対向する位置に位置付けられ、封止部材１０は傾斜面１１ａ，１１ｂが設けられた部分に位置付けられて溝部８に設けられる。なお、ここでは、封止部材１０が設けられた部分の溝部８の開口部８ａ付近は、その縦断面形状がテーパ状に形成されているが、これに限るものではなく、例えばＲ状に形成されても良い。
【００１５】
インクジェットヘッド５は、ベース基板２上に耐インク性を有する樹脂であるエポキシ樹脂系の接着剤により接着されており、電線（図示せず）等により駆動ＩＣ６に電気的に接続されている。なお、本実施の形態では、駆動ＩＣ６が駆動回路基板７上に設けられているが、これに限るものではなく、例えばベース基板２上に直接設けられても良い。また、ベース基板２の表面には段差があり（図１及び図４参照）、溝部８が形成されインクジェットヘッド５が設けられる面は、駆動回路基板７が設けられる面より低い位置に位置しており、駆動回路基板７が設けられる面とベース基板２の同一面側に位置している。
【００１６】
温度センサ９は、インクジェットヘッド５のノズル面３の近傍に設けられている。この温度センサ９は電気的に駆動回路基板７に接続されており、温度センサ９と駆動回路基板７とを電気的に接続するための電線（図示せず）は溝部８を通るように設けられている。また、温度センサ９は耐インク性を有している。なお、溝部８はノズル面３側から駆動回路基板７側まで直線状に形成されているが（図２参照）、これに限るものではない。
【００１７】
封止部材１０は、例えば、耐インク性を有する樹脂であるエポキシ樹脂系の接着剤等により形成されている。ここで、封止部材１０は、インクジェットヘッド５をベース基板２にエポキシ樹脂系の接着剤で接着する際に、その接着剤で同時に形成されているが、これに限るものではない。
【００１８】
次に、インクジェットヘッド５の構造について図５を参照して説明する。図５はインクジェットヘッド５の構造をその一部を切り欠いて概略的に示す斜視図である。
【００１９】
インクジェットヘッド５は、少なくとも一方が圧電部材よりなる下層基板２０及び上層基板２１からなる積層された基板２２と天板２３とを天板枠２４を介して接着又は接合により一体にしたヘッド本体２５に、多数のノズル２６が設けられたノズル板２７を接着した構造になっている。詳述すると、基板２２には、上層基板２１の上面から下層基板２０の内部まで到達するとともに、前面が開口し後部が閉鎖した多数の溝２８が形成されており、さらに、これらの溝２８の後部から基板２２の上面後端まで延長して溝２８内に形成された電極２９に接続された配線パターン３０が形成されている。配線パターン３０は電線（図示せず）等により駆動ＩＣ６に電気的に接続されている。また、基板２２に形成された溝２８は、それらの溝２８の両側に形成された側壁３１、天板２３及び天板枠２４で一つ一つが遮断されてインク流路を兼ねたインク室３２とされ、さらに、これらのインク室３２のすべてに連通する共通インク供給路３３が天板２３の下面に形成されている。ノズル２６はこのインク室３２毎に開口しており、この開口部がノズル孔４として機能する。また、天板枠２４はインクが流れるインク流路の一部を形成する枠部材として機能する。
【００２０】
また、天板２３の上面には、共通インク供給路３３に連通するインク供給口（図示せず）が形成されている。このインク供給口には、インク供給系（図示せず）が配設され、インクを貯留するインク容器（図示せず）からこのインク供給系を介してインク室３２にインクが供給される。なお、圧電部材としては、圧電素子（ピエゾ素子）が用いられているが、これに限るものではない。
【００２１】
このようなインクジェットヘッド５では、駆動ＩＣ６の駆動により選択的に所望のインク室３２の圧電部材を駆動することによりインク室３２の体積を変化させてインクに圧力を加えることで、インク室３２に供給されたインクをノズル２６から選択的に吐出させる。
【００２２】
ここで、インクとしては、例えば水性インク、油性インク、溶剤インク及びＵＶインク（紫外線硬化型インク）等の様々なインクが用いられる。ＵＶインクは、例えば、顔料、モノマー、オリゴマー、光重合開始剤、分散剤やその他の添加剤（例えば表面張力調整剤）等から構成されている。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、圧電素子（例えばピエゾ素子）を利用する圧電方式のインクジェットヘッド５が用いられているが、これに限るものではなく、例えば発熱体を利用するサーマルインクジェット方式のインクジェットヘッド５が用いられても良い。
【００２４】
このようなインクジェットヘッド５は、ベース基板２上及び溝部８に例えばエポキシ樹脂系の接着剤がディスペンサ等で塗布され、ベース基板２上に接着される。その後、接着剤は所定の温度で過熱されて硬化する。このとき、接着剤の塗布量としは、ノズル孔４から吐出されたインクが駆動ＩＣ６まで流入することを防止するために十分な塗布量が必要とされる。ここで、接着剤としては、加熱硬化時の粘度低下による溝部８からの流出を防止するため、例えば、２液性エポキシ接着剤等の常温硬化型接着剤が望ましい。この接着剤はゲル化後インクに対する耐性を持たせるために加熱硬化される。この硬化時間は、使用する接着剤により異なるが、例えば主剤：ＸＮＲ３１０１，硬化剤：ＸＮＨ３１０１（ナガセケムテックス株式会社製）の接着剤を用いた場合、８０℃で１時間程度になる。
【００２５】
このように本実施の形態では、インクジェットヘッドユニット１の製造工程での加熱工程において、封止部材１０が熱収縮してその体積が変化しても、封止部材１０が設けられた部分の溝部８の開口部８ａ付近をその縦断面形状がテーパ状になるように形成する（溝部８の両側壁８ｂ，８ｃに各々傾斜面１１ａ，１１ｂを設ける）ことによって、溝部８の側壁８ｂ，８ｃとベース基板２表面とからなる角部に応力が集中することを抑える（緩和する）ことが可能になるので、封止部材１０の体積変化によるインクジェットヘッド５の損傷を防止することができる。また、温度変化が激しい環境でインクジェットヘッドユニット１を用いた場合でも、インクジェットヘッド５の損傷を防止することができ、その結果として、インクの安定吐出を実現することができる。
【００２６】
本発明の第二の実施の形態について図６及び図７を参照して説明する。図６は本実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示すＡ−Ａ線断面図、図７は本実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示すＢ−Ｂ線断面図である。第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。なお、本実施の形態の基本的構成は第一の実施の形態と同じである。ここでは、本実施の形態と第一の実施の形態との相違点について説明する。
【００２７】
溝部８には、溝部８の底を上げることで溝部８を浅くする底上部４０がインクジェットヘッド５に対向する位置に位置付けられて設けられている。この底上部４０は、例えば、ベース基板２を金型等で製造する際に同時に形成されても良く、また、溝部８に後から部材を設けることで形成されても良い。
【００２８】
封止部材１０は、底上部４０とインクジェットヘッド５との間に設けられている。ここで、封止部材１０は、インクジェットヘッド５をベース基板２上にエポキシ樹脂系の接着剤で接着する際に、その接着剤で同時に形成されているが、これに限るものではない。
【００２９】
このように本実施の形態では、溝部８に底上部４０を設けることによって、インクジェットヘッドユニット１Ａの製造工程での加熱工程において封止部材１０が熱収縮してその体積が変化しても、底上部４０とインクジェットヘッド５との間に設けられた封止部材１０の体積は、底上部４０を設けない場合に比べ明らかに減少しているため、封止部材１０の体積の変化量を抑え（緩和し）、熱収縮による応力を小さくすることが可能になるので、封止部材１０の体積変化によるインクジェットヘッド５の損傷を防止することができる。また、温度変化が激しい環境でインクジェットヘッドユニット１Ａを用いた場合でも、インクジェットヘッド５の損傷を防止することができ、その結果として、インクの安定吐出を実現することができる。
【００３０】
なお、溝部８を全体的に浅く形成した場合には、インクジェットヘッド５をベース基板２上にエポキシ樹脂系の接着剤で接着する際に接着剤が溝部８全体に広がってしまい、その結果として、封止部材１０の体積が大きくなってしまう。したがって、本実施の形態では、溝部８の一部分に底上部４０を設けることによって、溝部８の一部分だけを浅くすることが可能になるので、封止部材１０の体積を小さくすることができる。これにより、封止部材１０の体積の変化量を抑え（緩和し）、熱収縮による応力を小さくすることが可能になるので、封止部材１０の体積変化によるインクジェットヘッド５の損傷を防止することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、ベース基板２と、ベース基板２上に設けられノズル面３に形成されたノズル孔４からインクをインク滴として吐出させるインクジェットヘッド５と、ベース基板２上であってインクジェットヘッド５と同一面側に設けられインクジェットヘッド５を駆動する駆動回路である駆動ＩＣ６と、ベース基板２上であってインクジェットヘッド５と同一面側に設けられインクジェットヘッド５のノズル面３から駆動ＩＣ６まで伸びる溝部８と、溝部８内に位置付けられてインクジェットヘッド５に設けられインクジェットヘッド５の温度を測定する温度センサ９と、インクジェットヘッド５に対向する位置に位置付けられて溝部８に設けられ溝部８を浅くする底上部４０と、底上部４０とインクジェットヘッド５との間に設けられノズル孔４から吐出されたインクが駆動ＩＣ６まで流入することを防止する封止部材１０と、を備えることから、封止部材１０の体積の変化量を抑え（緩和し）、熱収縮による応力を小さくすることが可能になるので、封止部材１０の体積変化によるインクジェットヘッド５の損傷を防止することができる。
【００３２】
また、各実施の形態においては、インクジェットヘッド５は、インクが流れるインク流路の一部を形成する枠部材である天板枠２４を備えており、封止部材１０は天板枠２４に対向する位置に位置付けられていることから（図４及び図７参照）、インクジェットヘッド５の強度が高い部分に封止部材１０が位置することになり、封止部材１０の体積変化による損傷に対するインクジェットヘッド５の耐性が強くなるので、封止部材１０の体積変化によるインクジェットヘッド５の損傷を確実に防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、封止部材の体積変化によるインクジェットヘッドの損傷を防止することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示す外観斜視図。
【図２】本発明の第一の実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示す平面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示し、（ａ）はそのＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はその溝部を拡大して示す拡大図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態のインクジェットヘッドの構造をその一部を切り欠いて概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態のインクジェットヘッドユニットを概略的に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ            インクジェットヘッドユニット
２                  ベース基板
３                  ノズル面
４                  ノズル孔
５                  インクジェットヘッド
６                  駆動回路（駆動ＩＣ）
８                  溝部
８ａ                開口部
９                  温度センサ
１０                封止部材
２４                枠部材（天板枠）
４０                底上部
【図１】
2005035021.tif 000003
【図２】
2005035021.tif 000004
【図３】
2005035021.tif 000005
【図４】
2005035021.tif 000006
【図５】
2005035021.tif 000007
【図６】
2005035021.tif 000008
【図７】
2005035021.tif 000009